Cromodinamica quantistica: differenze tra le versioni
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Con l’invenzione della [[camera a bolle]] e della [[camera a scintillazione]] negli anni ’50, fu scoperto un numero sempre maggiore di particelle fisiche sperimentali denominate [[adrone|adroni]]. Apparve subito chiaro che un così elevato numero di particelle non potevano essere tutte [[particelle fondamentali|fondamentali]]. Le particelle, in primo luogo, furono classificate in base alla carica ed all’[[isospin]] (o spin isotopico o spin isobarico) che è una quantità fisica matematicamente analoga allo spin ed introdotta da Werner Heisemberg; successivamente, nel 1953, furono classificate in base alla [[carica di stranezza]] (che è un numero quantico necessario per descrivere la breve vita di certe particelle subatomiche) proposta da [[Murray Gell-Mann]] e [[Kazuhiko Nishijima]]. Per capire meglio tutta la questione, gli adroni furono classificati in gruppi aventi simili proprietà e massa usando la cosiddetta “Eightfold way” ([[la via dell’ottetto]]) introdotta nel 1961 da Gell-Mann e [[Yuval Ne’eman]], una teoria che organizza i [[barione|barioni]] ed in [[mesone|mesoni]] in forma di ottetti. Gell-Mann e [[Gorge Zweig]] proposero nel 1963 che la struttura dei gruppi potesse essere spiegata dall’esistenza di tre [[sapore|sapori]] delle particelle più piccole che si trovano all’interno degli adroni: i quark.
A questo punto una particella, la Δ++ , rimaneva misteriosa; nel modello a quark essa risulta composta da tre quark up con spin paralleli. Comunque, poiché i quark sono [[fermioni]], questa combinazione sembra violare il [[principio di esclusione di Pauli]]. Nel 1965 [[Moo-Young Han]] e [[Yoichiro Nambu]] risolsero il problema porponendo che i quark possedessero un [[grado di libertà di gauge SU(3)]] aggiuntivo, in seguito chiamata [[carica di colore]]. Essi notarono che i quark possono interagire per via di un ottetto di bosoni vettori di gauge: i [[gluoni]].
Poiché la ricerca di quark liberi era costantemente fallita, si pensò che i quark fossero semplicemente dei costrutti matematici inventati ad hoc e non delle particelle realmente esistenti. [[Richard Feynman]] argomentò che esperimenti ad alta energia mostravano che i quark erano reali: egli li chiamò
Sebbene lo studio dell’interazione forte rimanga a tutt’oggi non del tutto chiara, la scoperta della libertà asintotica (proprietà di alcune [[teorie di gauge]] secondo cui le interazioni tra alcune particelle, ad esempio i quark, diventano arbitrariamente deboli a distanza molto basse) ad opera di [[David Gross]], [[David Politzer]] e [[Frank Wilczek]] ha permesso di effettuare previsione precise riguardo i risultati di molti esperimenti ad alte energie utilizzando le tecniche della [[teoria perturbativa]] della [[meccanica quantistica]]. L’esistenza dei [[gluoni]] è stata fatta nel 1979 durante esperimenti con l’acceleratore [[HERA]] di Amburgo (Germania). Questi esperimenti sono divenuti sempre più precisi culminando nella conferma della [[QCD perturbativa]] ad un livello di errore di pochi punti percentuali per opera del [[LEP]] (Large Electron-Positron collider) del [[CERN]] di Ginevra.
All’estremo opposto della libertà asintotica vi è il [[confinamento]]”. Poiché la forza tra le [[cariche di colore]] non diminuisce con la distanza, si ritiene che i quark ed i gluoni non possano mai essere separati dagli adroni. Questo postulato della teoria è stato verificato per mezzo di calcoli della [[QCD su reticolo]], ma non è stato matematicamente provato. Uno dei ''Millenium Prizes'' annunciato dal ''Clay Mathematics Institute'' richiede al candidato di produrre questa prova. Altri aspetti dell [[QCD non-perturbativa]] sono l’esplorazione di fasi della materia dei quark ([[quark matter]]), incluso il [[plasma quark-gluoni]].
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